Instruction   명령어

(2019-08-12)

Instruction Set, 명령어 집합, CPU Instruction, CPU 명령어

1. Instruction (명령어)프로그램 상에서의, 최소 실행 단위명령문 (Statement) 참조

  ㅇ 컴퓨터 하드웨어에서, 이해되고 수행 가능한 단위 
     - 주로, CPU에서의, 작은 작업 수행 단위기계어 (Machine Instruction) 참조
     - 이는, 기억장치에 저장되어 있다가, CPU가 이를 인출하여 실행하게 됨


2. CPU 명령어 집합 (Instruction Set)

  ㅇ 명령어들로 구성된 어휘 집합을 말함
     - 특정한 구조(특히,컴퓨터구조) 하에 이해할 수 있는 명령들의 집합
        . 특정 CPU 마다, 특정 명령어 집합 만을 수행할 수 있음

  ㅇ 명령어 집합설계는, 
     - CPU 설계 상의 핵심적인 요소 임
        . 각 명령어 마다 CPU에 특정 회로가 필요하며,
        . 지원 명령어가 많을수록 CPU 복잡도 증가

  ㅇ 명령어 집합설계 조건은,
     - 컴퓨터 하드웨어 설계컴파일러 제작의 용이성/간결성
     - 최대 성능 보장(처리속도) 등에 따라 달라짐

  ㅇ 명령어 집합CPU 설계 구조 상의 2가지 큰 방향은,
     - 최소한의 명령어 집합 => RISC
     - 많은 수의 다양하고 중복되는 명령어 집합 => CISC


3. CPU 명령어 구성 및 종류

  ㅇ 명령어 구성 (Instruction Structure)
     - 구성 : 명령 코드(operation code,op code) + 피연산자(operand)
     - 명령(코드) : STORE, LOAD, SHIFT, XOR, JUMP 등
     - 피연산자 : 데이터 위치 (메모리 셀 위치, 어느 레지스터 인가? 등) 또는 실제 데이터

  ㅇ 명령어 종류
     - 데이터 전송 : LOAD, STORE 등
     - 연산 : ADD, AND, OR, XOR, SHIFT, ROTATE 등
        . 논리 연산 : AND, OR, XOR, NOT
        . 산술 연산 : ADD
           .. 뺄셈은, 덧셈과 부호반전(negation)의 조합으로써,  ☞ 1의 보수,2의 보수 참조
           .. 곱셈은, 덧셈의 반복으로써,
           .. 나눗셈은, 뺄셈의 반복으로써, 구현 가능
        . 회전,자리이동 연산 : SHIFT, ROTATE
     - 제어 : BRANCH, JUMP 등


4. CPU 명령어 싸이클 (Machine Cycle, Instruction Cycle)

  ㅇ 2단계 구조 : 명령어 인출(fetch) -> 명령어 실행(execute)
  ㅇ 3단계 구조 : 명령어 인출 -> 명령어 해석(decode) -> 명령어 실행
  ㅇ 4단계 구조 : 명령어 인출 -> 간접(indirect) -> 명령어 실행 -> 인터럽트(interrupt) 싸이클


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